作者：田勁松 貝加萊工業(yè)自動化（上海）公司
隨著包裝和印刷業(yè)的迅猛發(fā)展，對包裝及印刷產品的品質和規(guī)模的要求也越來越高，使得包裝和印刷工業(yè)的設備日漸趨向自動化。無論是大幅度降低成本，或是增加產量，建立靈活、快捷、完善的開發(fā)、生產和銷售體系是企業(yè)面臨的直接挑戰(zhàn)。而擁有一個運動定位控制、自動過程控制、在線和離線的故障檢測、以及靈活便利的網絡通訊等功能的開放式控制系統(tǒng)的設備，無論對包裝和印刷企業(yè)或是設備供應商來說都是非常重要的。因為只要稍稍提高一下設備的自動化程度便可大大提高產品的品質和產量。
圖1 B&R PCC 及人機界面
由于有經驗的熟練工人的匱乏和生產需求的增加，使得人們對具有完善自動化性能的包裝或印刷設備寄予厚望，希望它們功能強大、操作簡便和控制靈活。用多軸控制系統(tǒng)取代以往的單軸控制系統(tǒng)以提高生產的靈活性便是一個典型的例證，但僅僅這些還是不能令人滿意的。不同的設備有不同的控制要求，這就需要控制系統(tǒng)能夠靈活完成多種不同的控制要求和過程。例如：鋁塑包裝生產線需要具有溫度控制、定位切割、檢測、廢品排除、順序控制、步進電機調整、變頻調速、伺服電機調速以及電子凸輪控制等功能。多色印刷機則需要多臺伺服電機、步進電機和變頻調速同時并相互協(xié)調控制。有的則需要包裝和印刷在一條生產線上同時完成，例如：二次成型PE 塑膠軟管包裝生產線就需要押出、切管、接頭、多色印刷、上光、干燥、燙金和封尾等多道工序連續(xù)控制。每個部分即可做單機，多臺單機通過靈活的網絡連接即可組成一條全自動生產線。所有這些便是全自動包裝或印刷生產線所應具備的功能。
為了完善包裝和印刷機器的自動化功能，各生產廠家的電氣技術人員做了大量工作，但都因控制系統(tǒng)的局限性而無法真正完善。大部分的設備廠家所能做的只能是溫控表（或壓力表等） + PLC（邏輯控制器） + 運動控制器（電位計或繼電器控制等） + 其他檢測設備等，相互之間無法達到協(xié)調運行，只能靠操作者人為調整。由于人為因素比較大，所以產品質量無法達到穩(wěn)定，而且產量難以提高。這個問題直到90年代初奧地利貝加萊（B&R）公司的PCC（可編程計算機控制器）在包裝和印刷機器上的逐漸應用才得以解決。
B&R PCC 的控制特點在于不但能夠進行敏捷而精確的定位、溫度控制和壓力控制，同時還具有快速準確的橫切，靈活便捷的網絡通訊以及電子凸輪、電子齒輪等功能。所有這些功能都是通過軟件調用一些功能函數并控制相應的定位模塊和溫度控制等專用模塊來實現(xiàn)的。
眾所周知，傳統(tǒng)的可編程邏輯控制器--PLC的主要功能是邏輯控制（開關量控制），它雖然也有定位模塊和過程模塊，但它是作為附加模塊附加到PLC上的，在硬件上與PLC之間存在接口，在軟件上又無法在PLC 程序中統(tǒng)一編程控制。而PLC 的操作系統(tǒng)循環(huán)周期是無法限定的，它的循環(huán)周期跟程序長短有關。所以，用PLC 來控制包裝機器上的快速和精確的傳動定位特別像橫切、飛剪、電子凸輪、電子齒輪以及糾偏等功能和精確的過程控制（溫度、壓力等PID 調節(jié)）就有點力不從心了。
例如，在鋁塑包裝生產線中就可分為鋁塑包裝機和裝盒機兩個單機，在運用了貝加萊PCC 作為控制系統(tǒng)后，鋁塑包裝機的溫控、壓膜、分粒、檢測、調速、定長及剪切便由PCC 統(tǒng)一進行全自動控制，并可在一個圖文操作界面中進行操作、參數設定和故障診斷。同樣，裝盒機的步進電機調整裝盒數量、速度調整、電子凸輪控制及順序控制等也都是由B&R PCC 來完成的。并同樣配有一個圖文操作界面。它們不但可以單機進行自動運行，也可以通過一條通訊電纜聯(lián)機實現(xiàn)全自動運行。它的速度已經遠遠超過傳統(tǒng)可編程邏輯控制器--PLC 所能達到的運行速度。這完全依賴于它擁有具備分時多任務能力及工業(yè)計算機計算功能的B&R PCC 控制系統(tǒng)。
圖2 Uhlmann 公司的鋁塑包裝機
B&R可編程計算機控制器（PCC）是一種面向過程控制、運動控制和網絡控制的專用控制系統(tǒng)，是集標準PLC，數控系統(tǒng)和工業(yè)控制計算機的性能特點于一體的智能控制器。
它不僅可以用梯形圖（LAD） 和指令表（STL）編程，還提供了結構化高級語言PL2000
（類似C 語言），從而提供了強大的數據運算和處理能力。它的硬件和軟件都是模塊化的，可以根據設計者的控制需要組合成具有廠家應用特點的專用控制系統(tǒng)，并具有靈活自由的聯(lián)網和擴展能力。
它所有的模塊（包括運動模塊、溫控模塊等智能模塊） 與PCC 通過一個系統(tǒng)總線進行連接通
訊，中間沒有接口，并且還具有分時多任務操作系統(tǒng)，程序循環(huán)周期可以設定，最短可以設1ms。
但作為運動控制模塊本身就是一個智能模塊（模塊內部有自己的CPU），閉環(huán)回路本身調節(jié)
過程是由智能模塊自己完成的，用戶只需要通過調用相應的功能函數來控制運動定位過程。而過程控制的PID 調節(jié)也可以達到50us 一個回路。
圖3 B&R PCC在印刷機上的應用
B&R 還擁有各種型號和檔次的人機界面和IPC，可以根據用戶的需要選擇，它的畫面和按鍵都可以根據用戶的需要隨意定義，使得控制系統(tǒng)的操作方式和控制方式都能很好地體現(xiàn)廠家的風格和技術特點。
總之，貝加萊公司愿意同國內所有的包裝和印刷設備廠家一道開發(fā)出令用戶滿意的設備，即能夠對產品的更迭、尺寸或色數和變化、形狀的變化以及生產周期的縮短作出即時反應的設備。
